为应对全球水资源短缺的挑战[1,2]，先进的膜基技术[[3], [4], [5], [6]]被越来越多地应用于高效回收清洁水以及各种盐水中的宝贵矿物质和盐类[[7], [8], [9], [10], [11]]。反渗透（RO）因其高能效而被广泛视为膜基技术的黄金标准[12]。然而，它存在一个关键的技术瓶颈：RO无法有效处理高盐度盐水或高渗透压的废水。其他新兴技术如电渗析（ED）[13,14]和电容去离子化（CDI）[15]也存在类似问题。虽然冷冻淡化（FD）[16]、多效蒸馏（MED）[17,18]和多级闪蒸（MSF）[19]等热法技术能够处理高盐度盐水，但这些方法能耗高、需要大量基础设施且投资成本高昂[20]。相比之下，膜蒸馏（MD）等热膜工艺凭借其独特的优势（如分离效率高、操作条件温和、适应性强以及能够处理宽浓度范围的进料）而得到广泛应用[[21], [22], [23], [24]]。盐水中含有丰富的宝贵矿物质和盐类，通过膜蒸馏及相关工艺（如结晶）可以在浓缩至所需浓度后将其回收。进料中的盐类或矿物质浓度会被进一步提高，直至最终实现半结晶或结晶以进行资源回收。
作为一种新兴的零液体排放或资源回收技术，膜蒸馏（MD）可以利用低品位或废热源[24,25]。对于传统膜基技术难以有效处理的具有高盐度的废水，它是一种极具竞争力、经济且环保的资源回收方案。尽管该技术应用前景广阔，但仍存在一些固有局限性，如能耗高、热管理效率低、膜污染及结垢问题[26]，这些问题严重限制了其大规模工程应用。特别是在批量加热模式下，高外部能量输入不仅增加了系统的复杂性和运行成本，还导致了热能管理效率低下（包括高热损失、严重的温度极化[27]和轴向温度衰减[28]）。此外，像大多数膜工艺一样，MD也面临污染和结垢问题，这不仅缩短了膜的使用寿命，还降低了膜的性能[29]。
过去十年中，基于光热[30,31]和电热机制（例如焦耳加热或感应加热[32,33]）的局部加热膜蒸馏方法得到了越来越多的研究。本文中的“局部纳米加热”指的是在膜-进料界面利用纳米材料实现的加热（包括光热和电热机制）。为简洁起见，除非另有说明，否则“局部加热”一词将用于统称这两种机制。这些新兴方法有效解决了传统MD的局限性，提供了诸如提高能源利用效率、改善热管理以及减少膜污染和结垢等独特优势。在光热局部加热膜蒸馏中，太阳辐射直接转化为界面热能用于蒸汽生成，从而无需中间热载体即可直接利用太阳能。在太阳能驱动的条件下，这种配置具有高度可持续性。相比之下，电热局部加热依赖于电能输入，其可持续性取决于上游电力来源（如可再生能源或低碳发电）。已经提出了多种先进策略，包括光热/电热膜的设计优化、性能提升以及系统设计和工艺优化。
近年来，多项综述文章探讨了膜蒸馏（MD）中的加热策略和界面现象。Farid等人[34]全面总结了进水加热方法，系统比较了批量加热和局部加热技术的经济技术可行性及转型路径。早期的研究[35]主要从能源来源和加热方法的角度对光热、电热、微波和感应加热技术进行了分类。其他近期综述则从互补的角度研究了MD中的局部和界面加热现象。Razaqpur等人[36]总结了光热膜蒸馏的进展，重点关注了光热材料、膜制备策略及模块操作。Hu等人[37]讨论了用于可持续水资源生产的局部纳米加热机制，特别强调了能源效率和温度极化的缓解。尽管这些研究很有价值，但较少有研究从共同的热力学视角比较光热和电热膜蒸馏技术，并明确系统边界和能源相关性能指标等方法论问题。因此，不同研究结果的跨领域比较和解释颇具挑战性。
因此，本文从共同的热力学和材料科学角度探讨了光热和电热膜蒸馏技术，强调了膜特性、热能局部化行为与报告性能之间的关系。重点关注界面热管理、能源核算考虑以及更系统的性能指标比较。通过将加热策略与膜设计因素相结合，我们旨在为解释研究结果并提供局部加热膜蒸馏系统进一步发展的方向提供更清晰的依据。
